#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

char Serial_RxPacket[100];				//定义接收数据包数组，数据包格式"@MSG\r\n"
uint8_t Serial_RxFlag;					//定义接收数据包标志位

char Serial2_RxPacket[100];				//定义串口2接收数据包数组，数据包格式"@MSG\r\n"
uint8_t Serial2_RxFlag;					//定义串口2接收数据包标志位

/**
  * 函    数：串口初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Serial_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);	//开启USART1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA9引脚初始化为复用推挽输出
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA10引脚初始化为上拉输入
	
	/*USART初始化*/
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;					//定义结构体变量
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;			//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;	//硬件流控制，不需要
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;	//模式，发送模式和接收模式均选择
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;		//奇偶校验，不需要
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	//停止位，选择1位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;		//字长，选择8位
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);				//将结构体变量交给USART_Init，配置USART1
	
	/*中断输出配置*/
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);			//开启串口接收数据的中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);			//配置NVIC为分组2
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;					//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;		//选择配置NVIC的USART1线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;		//指定NVIC线路的抢占优先级为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;		//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);							//将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
	
	/*USART使能*/
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);								//使能USART1，串口开始运行
}

/**
  * 函    数：串口2初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Serial2_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);	//开启USART2的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA2引脚初始化为复用推挽输出
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA3引脚初始化为上拉输入
	
	/*USART初始化*/
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;					//定义结构体变量
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;			//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;	//硬件流控制，不需要
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;	//模式，发送模式和接收模式均选择
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;		//奇偶校验，不需要
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	//停止位，选择1位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;		//字长，选择8位
	USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);				//将结构体变量交给USART_Init，配置USART2
	
	/*中断输出配置*/
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);			//开启串口接收数据的中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);			//配置NVIC为分组2
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;					//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;		//选择配置NVIC的USART2线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;		//指定NVIC线路的抢占优先级为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;		//指定NVIC线路的响应优先级为2
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);							//将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
	
	/*USART使能*/
	USART_Cmd(USART2, ENABLE);								//使能USART2，串口开始运行
}

/**
  * 函    数：串口发送一个字节
  * 参    数：Byte 要发送的一个字节
  * 返 回 值：无
  */
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);		//将字节数据写入数据寄存器，写入后USART自动生成时序波形
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);	//等待发送完成
	/*下次写入数据寄存器会自动清除发送完成标志位，故此循环后，无需清除标志位*/
}

/**
  * 函    数：串口发送一个数组
  * 参    数：Array 要发送数组的首地址
  * 参    数：Length 要发送数组的长度
  * 返 回 值：无
  */
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)		//遍历数组
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);		//依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
	}
}

/**
  * 函    数：串口发送一个字符串
  * 参    数：String 要发送字符串的首地址
  * 返 回 值：无
  */
void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)//遍历字符数组（字符串），遇到字符串结束标志位后停止
	{
		Serial_SendByte(String[i]);		//依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
	}
}

/**
  * 函    数：次方函数（内部使用）
  * 返 回 值：返回值等于X的Y次方
  */
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;	//设置结果初值为1
	while (Y --)			//执行Y次
	{
		Result *= X;		//将X累乘到结果
	}
	return Result;
}

/**
  * 函    数：串口发送数字
  * 参    数：Number 要发送的数字，范围：0~4294967295
  * 参    数：Length 要发送数字的长度，范围：0~10
  * 返 回 值：无
  */
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)		//根据数字长度遍历数字的每一位
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');	//依次调用Serial_SendByte发送每位数字
	}
}

/**
  * 函    数：串口2发送一个字节
  * 参    数：Byte 要发送的一个字节
  * 返 回 值：无
  */
void Serial2_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART2, Byte);		//将字节数据写入数据寄存器，写入后USART自动生成时序波形
	while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);	//等待发送完成
	/*下次写入数据寄存器会自动清除发送完成标志位，故此循环后，无需清除标志位*/
}

/**
  * 函    数：串口2发送一个数组
  * 参    数：Array 要发送数组的首地址
  * 参    数：Length 要发送数组的长度
  * 返 回 值：无
  */
void Serial2_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)		//遍历数组
	{
		Serial2_SendByte(Array[i]);		//依次调用Serial2_SendByte发送每个字节数据
	}
}

/**
  * 函    数：串口2发送一个字符串
  * 参    数：String 要发送字符串的首地址
  * 返 回 值：无
  */
void Serial2_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)//遍历字符数组（字符串），遇到字符串结束标志位后停止
	{
		Serial2_SendByte(String[i]);	//依次调用Serial2_SendByte发送每个字节数据
	}
}

/**
  * 函    数：串口2发送数字
  * 参    数：Number 要发送的数字，范围：0~4294967295
  * 参    数：Length 要发送数字的长度，范围：0~10
  * 返 回 值：无
  */
void Serial2_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)		//根据数字长度遍历数字的每一位
	{
		Serial2_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');	//依次调用Serial2_SendByte发送每位数字
	}
}

/**
  * 函    数：自己封装的串口2prinf函数
  * 参    数：format 格式化字符串
  * 参    数：... 可变的参数列表
  * 返 回 值：无
  */
void Serial2_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];				//定义字符数组
	va_list arg;					//定义可变参数列表数据类型的变量arg
	va_start(arg, format);			//从format开始，接收参数列表到arg变量
	vsprintf(String, format, arg);	//使用vsprintf打印格式化字符串和参数列表到字符数组中
	va_end(arg);					//结束变量arg
	Serial2_SendString(String);		//串口发送字符数组（字符串）
}

/**
  * 函    数：电机速度模式控制（基于文档6.3.1）
  * 参    数：addr 电机地址(1-255, 0为广播地址)
  * 参    数：direction 旋转方向(0=CW顺时针, 1=CCW逆时针)
  * 参    数：speed 速度值(RPM, 范围0-65535)
  * 参    数：acceleration 加速度档位(0-255, 0表示不使用加减速)
  * 参    数：sync 多机同步标志(0=不启用, 1=启用)
  * 返 回 值：无
  * 命令格式：地址 + 0xF6 + 方向 + 速度(2字节) + 加速度 + 多机同步标志 + 校验字节
  * 命令示例：01 F6 01 05 DC 0A 00 6B (地址1, CCW方向, 1500RPM, 加速度10, 不同步)
  */
void Serial2_MotorSpeedControl(uint8_t addr, uint8_t direction, uint16_t speed, uint8_t acceleration, uint8_t sync)
{
	uint8_t cmd[8];
	
	cmd[0] = addr;					// 地址
	cmd[1] = 0xF6;					// 功能码：速度模式控制
	cmd[2] = direction;				// 方向：0=CW, 1=CCW
	cmd[3] = (speed >> 8) & 0xFF;	// 速度高字节
	cmd[4] = speed & 0xFF;			// 速度低字节
	cmd[5] = acceleration;			// 加速度档位
	cmd[6] = sync;					// 多机同步标志
	cmd[7] = 0x6B;					// 校验字节（固定为0x6B）
	
	Serial2_SendArray(cmd, 8);		// 发送命令
}

/**
  * 函    数：电机使能控制（基于文档6.3.1）
  * 参    数：addr 电机地址(1-255, 0为广播地址)
  * 参    数：enable 使能状态(0=不使能, 1=使能)
  * 参    数：sync 多机同步标志(0=不启用, 1=启用)
  * 返 回 值：无
  * 命令格式：地址 + 0xF3 + 0xAB + 使能状态 + 多机同步标志 + 校验字节
  * 命令示例：01 F3 AB 01 00 6B (地址1, 使能, 不同步)
  */
void Serial2_MotorEnableControl(uint8_t addr, uint8_t enable, uint8_t sync)
{
	uint8_t cmd[6];
	
	cmd[0] = addr;		// 地址
	cmd[1] = 0xF3;		// 功能码：电机使能控制
	cmd[2] = 0xAB;		// 固定值
	cmd[3] = enable;	// 使能状态：0=不使能, 1=使能
	cmd[4] = sync;		// 多机同步标志
	cmd[5] = 0x6B;		// 校验字节
	
	Serial2_SendArray(cmd, 6);
}

/**
  * 函    数：电机立即停止（基于文档6.3.1）
  * 参    数：addr 电机地址(1-255, 0为广播地址)
  * 参    数：sync 多机同步标志(0=不启用, 1=启用)
  * 返 回 值：无
  * 命令格式：地址 + 0xFE + 0x98 + 多机同步标志 + 校验字节
  * 命令示例：01 FE 98 00 6B (地址1, 不同步)
  */
void Serial2_MotorStop(uint8_t addr, uint8_t sync)
{
	uint8_t cmd[5];
	
	cmd[0] = addr;		// 地址
	cmd[1] = 0xFE;		// 功能码：立即停止
	cmd[2] = 0x98;		// 固定值
	cmd[3] = sync;		// 多机同步标志
	cmd[4] = 0x6B;		// 校验字节
	
	Serial2_SendArray(cmd, 5);
}

/**
  * 函    数：电机位置模式控制（基于文档6.3.1）
  * 参    数：addr 电机地址(1-255, 0为广播地址)
  * 参    数：direction 旋转方向(0=CW顺时针, 1=CCW逆时针)
  * 参    数：speed 速度值(RPM, 范围0-65535)
  * 参    数：acceleration 加速度档位(0-255, 0表示不使用加减速)
  * 参    数：pulses 脉冲数(32位)
  * 参    数：absolute 位置模式(0=相对位置, 1=绝对位置)
  * 参    数：sync 多机同步标志(0=不启用, 1=启用)
  * 返 回 值：无
  * 命令格式：地址 + 0xFD + 方向 + 速度(2字节) + 加速度 + 脉冲数(4字节) + 相对/绝对 + 多机同步 + 校验字节
  */
void Serial2_MotorPositionControl(uint8_t addr, uint8_t direction, uint16_t speed, 
                                   uint8_t acceleration, uint32_t pulses, 
                                   uint8_t absolute, uint8_t sync)
{
	uint8_t cmd[13];
	
	cmd[0] = addr;						// 地址
	cmd[1] = 0xFD;						// 功能码：位置模式控制
	cmd[2] = direction;					// 方向：0=CW, 1=CCW
	cmd[3] = (speed >> 8) & 0xFF;		// 速度高字节
	cmd[4] = speed & 0xFF;				// 速度低字节
	cmd[5] = acceleration;				// 加速度档位
	cmd[6] = (pulses >> 24) & 0xFF;		// 脉冲数最高字节
	cmd[7] = (pulses >> 16) & 0xFF;		// 脉冲数次高字节
	cmd[8] = (pulses >> 8) & 0xFF;		// 脉冲数次低字节
	cmd[9] = pulses & 0xFF;				// 脉冲数最低字节
	cmd[10] = absolute;					// 相对/绝对位置模式
	cmd[11] = sync;						// 多机同步标志
	cmd[12] = 0x6B;						// 校验字节
	
	Serial2_SendArray(cmd, 13);
}

/**
  * 函    数：使用printf需要重定向的底层函数
  * 参    数：保持原始格式即可，无需变动
  * 返 回 值：保持原始格式即可，无需变动
  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);			//将printf的底层重定向到自己的发送字节函数
	return ch;
}

/**
  * 函    数：自己封装的prinf函数
  * 参    数：format 格式化字符串
  * 参    数：... 可变的参数列表
  * 返 回 值：无
  */
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];				//定义字符数组
	va_list arg;					//定义可变参数列表数据类型的变量arg
	va_start(arg, format);			//从format开始，接收参数列表到arg变量
	vsprintf(String, format, arg);	//使用vsprintf打印格式化字符串和参数列表到字符数组中
	va_end(arg);					//结束变量arg
	Serial_SendString(String);		//串口发送字符数组（字符串）
}

/**
  * 函    数：USART1中断函数
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  * 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行
  *           函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制
  *           请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入
  */
void USART1_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState = 0;		//定义表示当前状态机状态的静态变量
	static uint8_t pRxPacket = 0;	//定义表示当前接收数据位置的静态变量
	if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)	//判断是否是USART1的接收事件触发的中断
	{
		uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART1);			//读取数据寄存器，存放在接收的数据变量
		
		/*使用状态机的思路，依次处理数据包的不同部分*/
		
		/*当前状态为0，接收数据包包头*/
		if (RxState == 0)
		{
			if (RxData == 'P' && Serial_RxFlag == 0)		//如果数据确实是包头，并且上一个数据包已处理完毕
			{
				RxState = 1;			//置下一个状态
				pRxPacket = 0;			//数据包的位置归零
			}
		}
		/*当前状态为1，接收数据包数据，同时判断是否接收到了包尾*/
		else if (RxState == 1)
		{
			if (RxData == '\n')			//如果收到包尾'\n'
			{
				RxState = 0;			//状态归0
				Serial_RxPacket[pRxPacket] = '\0';			//将收到的字符数据包添加一个字符串结束标志
				Serial_RxFlag = 1;		//接收数据包标志位置1，成功接收一个数据包
			}
			else if (RxData != ':')		//接收到了正常的数据（跳过冒号）
			{
				Serial_RxPacket[pRxPacket] = RxData;		//将数据存入数据包数组的指定位置
				pRxPacket ++;			//数据包的位置自增
			}
		}
		
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);		//清除标志位
	}
}

/**
  * 函    数：USART2中断函数
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  * 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行
  *           函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制
  *           请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入
  */
void USART2_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState = 0;		//定义表示当前状态机状态的静态变量
	static uint8_t pRxPacket = 0;	//定义表示当前接收数据位置的静态变量
	if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) == SET)	//判断是否是USART2的接收事件触发的中断
	{
		uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART2);			//读取数据寄存器，存放在接收的数据变量
		
		/*使用状态机的思路，依次处理数据包的不同部分*/
		
		/*当前状态为0，接收数据包包头*/
		if (RxState == 0)
		{
			if (RxData == 'P' && Serial2_RxFlag == 0)		//如果数据确实是包头，并且上一个数据包已处理完毕
			{
				RxState = 1;			//置下一个状态
				pRxPacket = 0;			//数据包的位置归零
			}
		}
		/*当前状态为1，接收数据包数据，同时判断是否接收到了包尾*/
		else if (RxState == 1)
		{
			if (RxData == '\n')			//如果收到包尾'\n'
			{
				RxState = 0;			//状态归0
				Serial2_RxPacket[pRxPacket] = '\0';			//将收到的字符数据包添加一个字符串结束标志
				Serial2_RxFlag = 1;		//接收数据包标志位置1，成功接收一个数据包
			}
			else if (RxData != ':')		//接收到了正常的数据（跳过冒号）
			{
				Serial2_RxPacket[pRxPacket] = RxData;		//将数据存入数据包数组的指定位置
				pRxPacket ++;			//数据包的位置自增
			}
		}
		
		USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);		//清除标志位
	}
}
